物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器 课件（共21张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器 课件（共21张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-07 12:11:32 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
3
变压器
生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？
各种用电器的额定工作电压可以各不相同，各种发电机的输出电压相差很大, 为了能够实现电压的改变, 以适应各种不同的需要，在交流电路中的变压器就起到了这种作用，变压器是改变交流电压的设备．
变压器的原理
闭合铁芯
变压器
初级线圈（primary coil）
次级线圈（secondary coil）
原线圈
交流电源
副线圈
负载、用电器
互感现象是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。
在输入的交流电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。
电能
磁场能
电能
变压器线圈通过电流时会发热；铁芯在交变磁场的作用下也会发热；此外，交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。所有这些，使得变压器工作时有能量损失。
铜损
磁损
理想化模型
无能量损失的变压器
理想变压器
铁损
变压器原、副线圈两端的电压与线圈匝数之间有什么关系呢？
实验
理论
电压与匝数的关系
ΔΦ
Δt
E1=n1
ΔΦ
Δt
E2=n2
拓展
1.理想情况下变压器的电压关系：
原线圈只有一个，副线圈可以有多个.
对各副线圈：
在变压器中，各处线圈的电压与线圈的匝数成正比。
此结论与副线圈的个数无关.
2.理想情况下的电流关系：
变压器没有能量损失，输出功率等于输入功率.
输入功率：
输出功率：
如果只有一个副线圈：
在只有一个副线圈的情况下，原副线圈的电流才与匝数成反比。
特别说明：
1.变压器对恒定电流不起作用；
2.变压器只能改变交流电的电压、电流.
3.变压器不能改变交流电的频率、功率.
4.U1、U2分别是原线圈和副线圈两端的电压.
5.决定各量的因素：
（1）原线圈两端的电压U1，一般由电源决定，与负载无关.
（2）副线圈两端电压：
由电源和变压器共同决定，与负载无关。
（3）输出功率：
由电源、变压器、负载共同决定
（4）输出功率决定输入功率：
（5）原副线圈中的电流都与电源、变压器、负载有关：
（6）当负载增加（负载电阻是减小）时，
I2增大
I1增大
输出功率增大
输入功率也增大
理想变压器：
1.没有漏磁（磁感线被限制在闭合铁芯内，不外泄）.
2.没有能量损失.
（1）原副线圈没有电阻
没有铜损（线圈不发热）
（2）铁芯内没有涡流
没有铁损（铁芯不发热）
3.前面的电流、电压、功率关系只适用于理想变压器。
4.实际变压器有铜损、铁损、漏磁等，故输出功率小于输入功率。
变压器的效率：
大型变压器的效率可以达到99％以上.
几种常用变压器
1.自耦变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
降压变压器
升压变压器
2.互感器
电压互感器
电流互感器
使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数
1.有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36 V，这个电压是把380 V的电压降压后得到的.如果变压器的原线圈是1 140匝，副线圈是（ ）
A.1 081匝 B.1 800匝 C.108匝 D.8 010匝
巩固
2.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是（ ）
A.电压表V1示数增大
B.电压表V2、V3示数均增大
C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
C
D
3.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是
B
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
电流表A1示数变大
D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，
A2示数变大
4.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω， 为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为
A.2 B.3
C.4 D.5
B
5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1， 和 均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝12 sin 100πt (V).下列说法正确的是
A.电流频率为100 Hz B. 的读数为24 V
C. 的读数为0.5 A D.变压器输入功率为6 W
D
若原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁)，根据法拉第电磁感应定律，用理论推导原副线圈的感应电动势与匝数的关系：
若不考虑原副线圈的内阻有(无铜损） U1=E1
U2=E2
理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比
返回
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3
变压器
生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？
各种用电器的额定工作电压可以各不相同，各种发电机的输出电压相差很大, 为了能够实现电压的改变, 以适应各种不同的需要，在交流电路中的变压器就起到了这种作用，变压器是改变交流电压的设备．
变压器的原理
闭合铁芯
变压器
初级线圈（primary coil）
次级线圈（secondary coil）
原线圈
交流电源
副线圈
负载、用电器
互感现象是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。
在输入的交流电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。
电能
磁场能
电能
变压器线圈通过电流时会发热；铁芯在交变磁场的作用下也会发热；此外，交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。所有这些，使得变压器工作时有能量损失。
铜损
磁损
理想化模型
无能量损失的变压器
理想变压器
铁损
变压器原、副线圈两端的电压与线圈匝数之间有什么关系呢？
实验
理论
电压与匝数的关系
ΔΦ
Δt
E1=n1
ΔΦ
Δt
E2=n2
拓展
1.理想情况下变压器的电压关系：
原线圈只有一个，副线圈可以有多个.
对各副线圈：
在变压器中，各处线圈的电压与线圈的匝数成正比。
此结论与副线圈的个数无关.
2.理想情况下的电流关系：
变压器没有能量损失，输出功率等于输入功率.
输入功率：
输出功率：
如果只有一个副线圈：
在只有一个副线圈的情况下，原副线圈的电流才与匝数成反比。
特别说明：
1.变压器对恒定电流不起作用；
2.变压器只能改变交流电的电压、电流.
3.变压器不能改变交流电的频率、功率.
4.U1、U2分别是原线圈和副线圈两端的电压.
5.决定各量的因素：
（1）原线圈两端的电压U1，一般由电源决定，与负载无关.
（2）副线圈两端电压：
由电源和变压器共同决定，与负载无关。
（3）输出功率：
由电源、变压器、负载共同决定
（4）输出功率决定输入功率：
（5）原副线圈中的电流都与电源、变压器、负载有关：
（6）当负载增加（负载电阻是减小）时，
I2增大
I1增大
输出功率增大
输入功率也增大
理想变压器：
1.没有漏磁（磁感线被限制在闭合铁芯内，不外泄）.
2.没有能量损失.
（1）原副线圈没有电阻
没有铜损（线圈不发热）
（2）铁芯内没有涡流
没有铁损（铁芯不发热）
3.前面的电流、电压、功率关系只适用于理想变压器。
4.实际变压器有铜损、铁损、漏磁等，故输出功率小于输入功率。
变压器的效率：
大型变压器的效率可以达到99％以上.
几种常用变压器
1.自耦变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
降压变压器
升压变压器
2.互感器
电压互感器
电流互感器
使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数
1.有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36 V，这个电压是把380 V的电压降压后得到的.如果变压器的原线圈是1 140匝，副线圈是（ ）
A.1 081匝 B.1 800匝 C.108匝 D.8 010匝
巩固
2.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是（ ）
A.电压表V1示数增大
B.电压表V2、V3示数均增大
C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
C
D
3.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是
B
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
电流表A1示数变大
D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，
A2示数变大
4.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω， 为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为
A.2 B.3
C.4 D.5
B
5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1， 和 均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝12 sin 100πt (V).下列说法正确的是
A.电流频率为100 Hz B. 的读数为24 V
C. 的读数为0.5 A D.变压器输入功率为6 W
D
若原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁)，根据法拉第电磁感应定律，用理论推导原副线圈的感应电动势与匝数的关系：
若不考虑原副线圈的内阻有(无铜损） U1=E1
U2=E2
理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比
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